ग्रीन अमोनिया के माध्यम से वैश्विक शिपिंग लेन का डिकार्बोनाइजेशन

शिपिंग उत्सर्जन को हल करने के लिए ग्रीन अमोनिया

जब हम कार्बन उत्सर्जन की बात करते हैं, तो सबसे पहले कारें और ट्रक, साथ ही कोयला और गैस पावर प्लांट्स याद आते हैं। एक कम सोचा जाने वाला प्रमुख ऊर्जा उपभोक्ता और कार्बन उत्सर्जक शिपिंग उद्योग है।

विश्व के 90% व्यापार जहाज़ों द्वारा ले जाए जाते हैं, अक्सर पूरे महासागरों को पार करते हुए। यह वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का कम से कम 36% बनाता है। यह वह सेक्टर भी है जिसे अभी लगभग इलेक्ट्रिफाई करना असंभव है, क्योंकि बैटरियों की ऊर्जा घनत्व पर्याप्त नहीं है कि समुद्र में हजारों मील तक जहाज़ को चलाया जा सके।

कार्बन प्रदूषण यहाँ एकमात्र समस्या नहीं है, क्योंकि शिपिंग उद्योग ने ऐतिहासिक रूप से सबसे कम ग्रेड के तेल, एक टार‑जैसी गाढ़ी तरल जिसे “बंकर फ्यूल”, या हेवी फ्यूल ऑइल/रेज़िडुअल फ्यूल ऑइल कहा जाता है, पर निर्भर किया है।

स्रोत: Wikipedia

और शिपिंग उद्योग कुछ समय के लिए और अधिक प्रदूषण उत्पन्न कर सकता है, क्योंकि अब उसे गाज़ा और यमन में बढ़ते संघर्ष के बीच लाल सागर/सुएज़ नहर के समुद्री मार्गों से बचना पड़ रहा है। इससे यूरोप और एशिया के बीच सभी व्यापार के लिए हजारों अतिरिक्त मील की यात्रा जुड़ जाएगी।

इसी बीच, पनामा नहर में एल नीनो‑प्रेरित सूखा एशिया‑उत्तरी अमेरिका के व्यापार को लंबी मार्गों के लिए पुनः मार्गित कर रहा है।

कुछ ऐसा जिसे हमने 21 दिसंबर, 2023 को अपने लेख “Fossil Fuel Supplies Troubles – Looming Shipping And Energy Crisis” में अपने पाठकों को पहले चेतावनी दी थी।

स्रोत: BBC

शिपिंग प्रदूषण में धीरे‑धीरे सुधार

सल्फर उत्सर्जन को कम करना

बंकर तेल, तेल का सबसे अधिक प्रदूषित रूप, के उपयोग ने शिपिंग उद्योग को वैश्विक नाइट्रोजन ऑक्साइड का 18‑30% और सल्फर ऑक्साइड का 9% उत्पादन के लिए जिम्मेदार बना दिया है। यह समस्या स्थानीय क्षेत्रों में और भी बदतर हो सकती है, उदाहरण के तौर पर, केवल क्रूज़ जहाज़ बार्सिलोना में सभी शहर के कारों की तुलना में 3 गुना अधिक सल्फर प्रदूषण उत्पन्न करते हैं।

नई नियमावली ने इस समस्या को हल करने का लक्ष्य रखा। जनवरी 2020 से, अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन (IMO) के नए नियमों ने वायुमंडल में अनुमत सल्फर उत्सर्जन को काफी घटा दिया है।

इस प्रतिक्रिया में, शिपिंग उद्योग को कम‑सल्फर ईंधन अपनाना पड़ा या बंकर तेल के साथ स्क्रबर का उपयोग जारी रखना पड़ा। फिर भी, ये स्क्रबर अक्सर केवल हवा से सल्फर को हटाते हैं, जिसे फिर पानी में डालकर समुद्र में फेंक दिया जाता है।

वैकल्पिक ईंधन

एक अन्य विकल्प LNG (लिक्विड नेचुरल गैस) में स्विच करना है, क्योंकि प्राकृतिक गैस तेल की तुलना में बहुत कम सल्फर उत्सर्जन और थोड़ा कम कार्बन उत्सर्जन के साथ जलती है। समस्या बुनियादी ढांचे की है, क्योंकि अधिकांश जहाज़ों में ऐसे इंजन नहीं होते जो कम‑सल्फर तेल या बंकर तेल के बजाय LNG जलाने में सक्षम हों।

किसी भी स्थिति में, कम‑सल्फर तेल और LNG के स्क्रबर कार्बन उत्सर्जन को उल्लेखनीय रूप से कम नहीं कर रहे हैं।

इसी कारण विशेषज्ञ अब वैकल्पिक ईंधनों को संभावित समाधान के रूप में देख रहे हैं। ऐसे हरे ईंधन के लिए प्रमुख उम्मीदवार ग्रीन अमोनिया है।

ग्रीन अमोनिया का परिचय

अमोनिया, या NH3, विश्व में दूसरा सबसे अधिक उत्पादन किया जाने वाला रासायनिक पदार्थ है। यह एक उर्वरक है और इसे जलाया या ऑक्सीकरण किया जा सकता है जिससे नाइट्रोजन और पानी बनते हैं।

NH3 +O2 → N2 + H2O

इसलिए, यह हाइड्रोजन दहन के समान है कि यह केवल हानिरहित उपउत्पाद उत्पन्न करता है, कम से कम आदर्श परिस्थितियों में।

हाइड्रोजन से अंतर यह है कि अमोनिया H₂ की तुलना में बहुत बड़ा अणु है और बहुत अधिक स्थिर है। यह उसके परिवहन और भंडारण को बहुत आसान बनाता है। अमोनिया तरल हाइड्रोजन की तुलना में लगभग 50% अधिक ऊर्जा‑घनत्व वाला है।

स्रोत: Kleinman Center For Energy Policy

Ideal रूप में, एक अमोनिया अर्थव्यवस्था नवीकरणीय ऊर्जा से उत्पन्न तथाकथित ग्रीन अमोनिया पर निर्भर होगी। यह इसे अन्य प्रकार के अमोनिया से अलग करता है:

• Grey/brown ammonia: फॉसिल ईंधन से निर्मित।
• Blue ammonia: फॉसिल ईंधन से निर्मित लेकिन कार्बन कैप्चर के साथ।
• Pink ammonia (sometimes also called yellow ammonia): न्यूक्लियर ऊर्जा से निर्मित।
• Turquoise ammonia: मीथेन के पायरोलिसिस से निर्मित। यह मीथेन को हाइड्रोजन और ठोस कार्बन में तोड़ता है, जिसमें बाद में हाइड्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित किया जाता है। ठोस कार्बन को संग्रहीत किया जा सकता है या कार्बन फाइबर जैसी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है।

शिपिंग के अनुकूल हरा ईंधन

अमोनिया को शिपिंग में बंकर तेल और अन्य फॉसिल ईंधनों की जगह लेने के लिए एक अच्छा उम्मीदवार बनाने वाली उसकी लॉजिस्टिक विशेषताएँ हैं।

हाइड्रोजन बहुत अस्थिर है और ट्रांस‑ओशियन यात्राओं के लिए पर्याप्त घनत्व नहीं रखता। बायोफ्यूल या तो पर्याप्त कार्बन‑न्यूट्रल नहीं हैं या शिपिंग उद्योग की विशाल ऊर्जा खपत को पूरा करने के लिए बहुत कम मात्रा में उत्पादित होते हैं।

इसके विपरीत, अमोनिया को या तो -33°C (वायुमंडलीय दबाव पर) पर तरल रूप में या 20°C पर 7.5 बार से अधिक दबाव में संग्रहीत किया जा सकता है। यह ऊर्जा हानि को काफी कम करता है और अमोनिया को संग्रहीत और परिवहन करने के लिए पूंजी खर्च को संभव बनाता है।

संग्रहण की आसानता, जिसमें दीर्घकालिक संग्रहण शामिल है, के कारण इसे सौर या पवन जैसी अंतरालिक नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के साथ उत्पन्न किया जा सकता है और बाद में उपयोग किया जा सकता है।

अंत में, तरल अमोनिया का उपयोग बंदरगाहों को मौजूदा बुनियादी ढांचे, जैसे कि तेल के लिए उपयोग किए जाने वाले भंडारण टैंकों और पाइपिंग, को पुनः उपयोग करने की अनुमति देता है।

शिपिंग के केंद्रीकृत संरचना का लाभ उठाना

एक नया अध्ययन ने एक और तथ्य उजागर किया है जो ग्रीन शिपिंग ईंधन के रूप में अमोनिया को अपनाने की गति को तेज कर सकता है। ऑक्सफ़ोर्ड के शोधकर्ता, जो ऑक्सफ़ोर्ड प्रोग्राम फॉर सस्टेनेबल इन्फ्रास्ट्रक्चर सिस्टम्स (OPSIS) और ऑक्सफ़ोर्ड ग्रीन अमोनिया टेक्नोलॉजी (OXGATE) में काम कर रहे हैं, ने शिपिंग उद्योग को डिकार्बोनाइज़ करने के लिए बुनियादी ढांचे की आवश्यकताओं की जांच की है।

उन्होंने पाया कि ईंधन मांग के आधार पर विश्व स्तर पर शीर्ष 10, 50, और 100 बंदरगाहों को लक्षित करने से क्रमशः 21.3% (21.8%), 45.7% (46.7%), और 62.0% (62.6%) समग्र ग्रीन अमोनिया ईंधन मांग पूरी होगी।

यह कुछ क्षेत्रों में और भी अधिक सत्य हो सकता है, उदाहरण के लिए:

“ओशिनिया, उत्तर अफ्रीका, दक्षिण एशिया, और दक्षिण‑पूर्व एशिया में, ईंधन मांग के आधार पर शीर्ष 10 क्षेत्रीय बंदरगाहों को लक्षित करके 60% से अधिक ईंधन मांग पूरी की जा सकती है।”

“वैश्विक शिपिंग को डिकार्बोनाइज़ करने के लिए ग्रीन अमोनिया की इष्टतम ईंधन आपूर्ति”

Jasper Verschuur et al 2024 Environ. Res.: Infrastruct. Sustain. 4 015001

यह इसलिए है क्योंकि जबकि दुनिया में हजारों बंदरगाह हैं, सबसे बड़े बंदरगाह अधिकांश ट्रैफ़िक को संचालित करते हैं और सबसे बड़े (और सबसे अधिक ईंधन‑खपत वाले) जहाज़ों की सेवा करते हैं।

मध्यम महत्वाकांक्षी (MOD-AMB) भविष्य परिदृश्य & अत्यधिक महत्वाकांक्षी (HIGH-AMB) – स्रोत: ERIS

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि उनके परिदृश्य में, उत्पादन का अधिकांश भाग विषुवत रेखा और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के आसपास केंद्रित हो सकता है, जहाँ सौर ऊर्जा उत्पादन सबसे प्रभावी है, और “30 (40) डिग्री से अधिक निरपेक्ष अक्षांश पर निर्मित अमोनिया 10% से कम” है।

स्रोत: IOP Science

आवश्यक निवेश

ऑक्सफ़ोर्ड के शोधकर्ताओं ने ग्रीन अमोनिया के साथ शिपिंग लेन को डिकार्बोनाइज़ करने के लिए आवश्यक निवेश को भी मापने की कोशिश की। उन्होंने पाया कि अधिकांश लागत अमोनिया उत्पादन के बुनियादी ढांचे से आएगी, मुख्यतः ऑस्ट्रेलिया और मध्य पूर्व के उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों और रेगिस्तानों में सौर फार्म, जो फॉसिल ईंधन स्रोतों को बदलेंगे। कुल अनुमानित लागत? ~ $2 ट्रिलियन।

हालांकि यह बहुत बड़ी लग सकती है, एक समान पूंजी खर्च आवश्यक होगा ताकि वह तेल खोजा और शुद्ध किया जा सके जिसे उद्योग सामान्य स्थिति में उपभोग करता। इसलिए, यह शिपिंग की लागत बढ़ाने के बजाय ऊर्जा स्रोत को बदलने के बारे में अधिक है।

शिपिंग में एक क्रांति

शिपिंग लंबे समय से एक ऐसा उद्योग रहा है जो मुख्यतः मैनुअल श्रम और बंकर ईंधन‑संचालित इंजनों जैसी पुरानी तकनीकों पर निर्भर करता है।

यह तेजी से बदल रहा है, विशेष रूप से उद्योग में AI के आगमन के साथ (जिसे हमने अपने लेख “Securing Shipping Lanes Through the Use of Artificial Intelligence” में गहराई से कवर किया था), जो करेगा:

• समुद्री यात्रा को सुरक्षित बनाना।
• बिना मानव के नेविगेशन की अनुमति देना।
• मार्गों और ईंधन खपत को अनुकूलित करना।

शिपिंग उद्योग के लिए आने वाली दूसरी क्रांति नवीकरणीय और गैर‑प्रदूषक ईंधनों की ओर स्विच करना है। अभी के लिए, सबसे संभावित उम्मीदवार ग्रीन अमोनिया है, क्योंकि यह मुख्यतः नीति और निवेश का प्रश्न है, जबकि सभी प्रमुख तकनीकें (विस्तृत पैमाने पर सौर + अमोनिया उत्पादन एवं भंडारण) पहले ही महारत हासिल कर चुकी हैं।

वास्तव में, एकमात्र संभावित विकल्प बायोफ्यूल उत्पादन में क्रांति होगी, संभवतः शैवाल बायोफ्यूल के साथ, जिसे हमने अपने लेख “Algal Biofuel: The Next Energy Revolution?” में जांचा है।

लेकिन यह देखते हुए कि 3^rd पीढ़ी के बायोफ्यूल (अक्सर तेल‑आधारित ईंधनों के समान रासायनिक संरचना वाले) को हवाई यात्रा उद्योग को डिकार्बोनाइज़ करने के लिए बड़ी मात्रा में आवश्यक होगा, यह संभव है कि अमोनिया शिपिंग के केंद्र में बना रहे और संभवतः ट्रकिंग डिकार्बोनाइज़ेशन प्रयासों में भी।

ईंधन स्टॉक्स के लिए अमोनिया

यह सूची ग्रीन अमोनिया कंपनियों पर केंद्रित है जो शिपिंग उद्योग में इसे लागू करने में शामिल हैं. Lीडर अमोनिया उत्पादन में, जैसे उदाहरण के तौर पर CF Industries Holdings, Inc. (CF ) (CF) या Yara International ASA (YAR.OL) वर्तमान में मुख्यतः प्राकृतिक गैस से अमोनिया उत्पादन करते हैं। लेकिन वे समय के साथ ग्रीन अमोनिया की ओर मुड़ने की संभावना रखते हैं और निवेशकों के लिए एक विकल्प भी हो सकते हैं।

1. Aker Horizons ASA

Aker Horizons, Aker समूह की एक सहायक कंपनी है, जो ग्रीन ऊर्जा के इर्द‑गिर्द केंद्रित है। Aker समूह एक महत्वपूर्ण नॉर्वेजियन समूह है जो नवीकरणीय और समुद्री/ऑफ़शोर व्यवसायों पर फोकस करता है।  Aker Horizon कई सहायक कंपनियों की होल्डिंग कंपनी है, जिसमें कार्बन कैप्चर, ग्रीन हाइड्रोजन, और नवीकरणीय ऊर्जा शामिल हैं।

स्रोत: Aker

कंपनी हाइड्रोजन और ग्रीन अमोनिया उत्पादन में विशेष रूप से सक्रिय है, जिसका लक्ष्य आर्कटिक शिपिंग को डिकार्बोनाइज़ करना है।

इसलिए, Aker केवल ग्रीन अमोनिया कंपनी नहीं है, बल्कि ग्रीन अमोनिया की पूरी वर्टिकल इंटीग्रेशन संभाल सकता है, ऑफ़शोर पवन टरबाइनों से लेकर हाइड्रोजन उत्पादन और ग्रीन अमोनिया उत्पादन तक। यह फ्रांस में वेस्ट‑टू‑एनर्जी, जर्मनी में बायोमास प्लांट, और मध्य पूर्व (सऊदी अरब और यूएई) में कार्बन कैप्चर जैसे प्रोजेक्ट्स पर भी काम कर रहा है।

यह उन निवेशकों के लिए एक अच्छा स्टॉक बनाता है जो व्यापक ग्रीन ऊर्जा सेक्टर में एक्सपोजर चाहते हैं, ग्रीन अमोनिया और शिपिंग में मजबूत स्थिति के साथ, साथ ही अन्य ग्रीन ऊर्जा और कुछ भौगोलिक विविधीकरण के साथ।

2. AmmPower Corp.

AmmPower, FuelPositive के समान है क्योंकि यह मॉड्यूलर अमोनिया उत्पादन प्रणाली प्रदान करता है, लेकिन बड़े पैमाने पर, जहाँ इसका बेस मॉड्यूल 4 टन/दिन उत्पादन कर सकता है। इससे कंपनी के ग्राहक बहुत बड़े फार्म (10,000+ एकड़) या वस्त्र, रेफ्रिजरेशन, खनन, फार्मास्यूटिकल्स, या सेमिकंडक्टर्स जैसी औद्योगिक संचालन की श्रेणी में आते हैं।

मानक कंटेनरों पर आधारित यह मॉड्यूलर सिस्टम उन बंदरगाहों में भी उपयुक्त हो सकता है जो अपनी ऑन‑साइट अमोनिया उत्पादन क्षमता को क्रमिक रूप से बढ़ाना चाहते हैं।

स्रोत: AmmPower

कंपनी अपने ऑर्डर बुक को बनाने की प्रक्रिया में है, जिसमें निकट‑अवधि बुकिंग संभावनाओं का अनुमान $30M है, और 52 देशों से 690 इकाइयों की बिक्री संभावनाएँ हैं। कंपनी का अनुमान है कि बिजली की लागत लगभग $360/टन अमोनिया होगी।

सिस्टम की मॉड्यूलरिटी तेज़ टर्नअराउंड और डिलीवरी की अनुमति देती है, जो मॉड्यूलर दृष्टिकोण के बिना समान प्रोजेक्ट्स के 3‑4 वर्षों की तुलना में एक वर्ष से कम है।

यह CTEC Energy Sales USA के साथ एक संयुक्त उद्यम में कचरे को अमोनिया में बदलने की तकनीक पर भी काम कर रहा है।

अमोनिया को हाइड्रोजन‑अमोनिया अर्थव्यवस्था में आगे बढ़ाने के लिए, यह अमोनिया को हाइड्रोजन में क्रैक करने के लिए एक समर्पित सहायक कंपनी बना रहा है, जो अलग से अतिरिक्त फंडिंग की तलाश करेगी।

अधिकांश औद्योगिक उपयोग और शिपिंग के लिए उपयुक्त पैमाना हासिल करके, AmmPower उन ग्राहकों और कंपनियों को लक्षित कर रहा है जिनके पास अधिकांश से अधिक पूंजी तक पहुंच है। अमोनिया क्रैकिंग तकनीक के साथ मिलकर, यह नीतियों के बाद जल्दी से स्केल अप कर सकता है जो हाइड्रोजन और अमोनिया को ऊर्जा वाहक के रूप में विकसित करने को प्रोत्साहित करती हैं।

निजी कंपनियां

First Ammonia शिपिंग, बिजली और अन्य परिवहन के लिए अमोनिया उत्पादन का विकासकर्ता है।

Solydera एक और फ्यूल सेल कंपनी है जो ग्रीन अमोनिया में सक्रिय है। उल्लेखनीय रूप से, उसने अक्टूबर 2023 में KBR के साथ एक समझौता ज्ञापन (MoU) पर हस्ताक्षर किए।

आप अन्य ग्रीन हाइड्रोजन और ग्रीन अमोनिया‑संबंधित स्टॉक्स, साथ ही अमोनिया के तकनीकी लाभों और सीमाओं पर विस्तृत चर्चा, हमारे लेख “The Other Hydrogen Fuel – Top 5 Green Ammonia Stocks” में भी पा सकते हैं।